[发明专利]运动示教系统和运动示教方法

说明书

运动示教系统具备：力觉呈现机器人，其用于引导受验者的身体的可动部位的移动来示教遵循规定的运动模式的运动；脑波传感器；以及计算机，其基于脑波信号来将脑活动模式分类为包括运动想象在内的多个类别中的某一个。计算机在运动模式的示教之前诱导受验者的回想内容，使得运动模式的示教期间内的分类结果为运动想象的类别。

技术领域

本发明涉及一种用于根据使用者(用户)的脑活动信号来对脑活动的状态进行分类、提供与分类结果相应的运动学习的运动示教系统和运动示教方法。

背景技术

在人教人新的运动、或者教更安全更时尚的运动时，例如采用如下的交流方法的情况多：某个人使对方看自己的移动，再移动对方的手脚来进行教导。并且，不仅由人来教人，近年来还研究了以下方法：通过利用机械臂等驱动系统使人的手脚等被动地运动，来教人运动。

例如，专利文献1中公开了一种用于进行使患者的上肢的运动功能恢复的训练的上肢康复装置，其具有：至少1个驱动单元，所述驱动单元对患者的腕部的3个自由度中的至少1个自由度的动作传递驱动来向患者传达机械感觉；以及至少1个功能性流体离合器，所述功能性流体离合器对驱动单元的驱动进行调整。

另外，专利文献2中公开了以下装置：根据脑波、肌电等生物体信号来实时地估计患者的运动，基于此来执行患者的康复训练。

另一方面，近年来，发展不仅推进到如上述的专利文献所公开那样的单纯的机械臂，还推进到以辅助上肢/下肢/躯干运动为目标的如外骨骼型机器人那样的辅助康复训练的机器人。例如，外骨骼型机器人在促进患者的自立生活的康复训练中使用于中风等的患者(参照专利文献3)。

在专利文献3中，公开了以下结构：控制部基于从受验者处测量出的信号来对用户的脑活动进行解码，根据解码得到的脑活动对施加于气动肌肉的压力和电动马达所生成的转矩进行控制，来生成对气动肌肉的驱动力和对电动马达的驱动力以切换利用主动关节进行的重力补偿的程度。

更一般地说，作为学习运动的方法，取代运动教练和康复治疗师而由机器人使学习者的四肢被动地移动的学习被称为本体感觉训练(Proprioceptive training)。

在本体感觉训练中，学习者想象自身的身体的一部分、例如手、脚等的移动，以来自机器人的移动的、本体感觉的传入性输入的形式给出对感觉运动的节奏的反馈。在此，“本体感觉”是指使传达身体的位置和运动的信息的感受器工作，“传入性”是指将来自末梢的刺激和兴奋传递到中枢。因而，例如，在以中风患者为对象的情况下，在训练中患者逐渐学习运动想象，且同时也能够引发神经细胞的可塑性来关联到运动控制的复原。

本体感觉训练中使用的机器人能够按照预先决定的目标运动来进行位置控制，认为特别适于教新的运动。例如，在向学习者反馈视觉和利用机器人得到的力觉这两方的方法中，存在二维的运动下的学习效果的报告(非专利文献1)。在非专利文献1中报告了：通过受验者被动地经历目标运动，与仅在视觉上观看运动相比，相对于目标动作的位置误差减少，因此本体感觉训练是运动学习的有效方法。

专利文献1：日本特开2006-247280号公报

专利文献2：日本特开2016-54994号公报

专利文献3：日本特开2014-104549号公报

非专利文献1：Wong,Jeremy D.,et al.“Can proprioceptive training improvemotor learning？”Journal of neurophysiology 108.12(2012):3313-3321.

发明内容

发明要解决的问题